Prevod viacnápravových vozidiel a vozidiel s pohonom všetkých kolies využíva mechanizmus rozdeľovania krútiaceho momentu medzi hnacie nápravy – stredový diferenciál.Prečítajte si všetko o tomto mechanizme, jeho účele, konštrukcii, princípe fungovania, ako aj o opravách a údržbe v článku.
Čo je stredový diferenciál?
Stredový diferenciál - prevodová jednotka kolesových vozidiel s dvoma alebo viacerými hnacími nápravami;Mechanizmus, ktorý rozdeľuje krútiaci moment prichádzajúci z hriadeľa vrtule do dvoch nezávislých prúdov, ktoré sú potom privádzané do prevodoviek hnacích náprav.
V procese pohybu automobilov a kolesových vozidiel s niekoľkými hnacími nápravami vznikajú situácie, ktoré vyžadujú otáčanie kolies rôznych náprav rôznymi rýchlosťami.Napríklad pri autách s pohonom všetkých kolies majú kolesá prednej, strednej (pre viacnápravové vozidlá) a zadnej nápravy nerovnakú uhlovú rýchlosť pri zatáčaní a manévrovaní, pri jazde na cestách so sklonom a na nerovnom povrchu vozovky atď. Ak by všetky hnacie nápravy mali tuhé spojenie, potom by v takýchto situáciách niektoré kolesá kĺzali alebo naopak prekĺzali, čo by výrazne zhoršilo účinnosť premeny krútiaceho momentu a celkovo negatívne ovplyvnilo pohyb dopravných prostriedkov.Aby sa predišlo takýmto problémom, do prevodovky automobilov a automobilov s niekoľkými hnacími nápravami sa zavádza dodatočný mechanizmus - stredový diferenciál.
Stredový diferenciál plní niekoľko funkcií:
● Rozdelenie krútiaceho momentu prichádzajúceho z hriadeľa vrtule do dvoch prúdov, z ktorých každý je privádzaný do prevodovky jednej hnacej nápravy;
● Zmena krútiaceho momentu dodávaného na každú nápravu v závislosti od zaťaženia pôsobiaceho na kolesá a ich uhlových rýchlostí;
● Uzamykateľné diferenciály – rozdelenie krútiaceho momentu do dvoch striktne rovnakých prúdov na prekonávanie náročných úsekov cesty (pri jazde na klzkej vozovke alebo v teréne).
Tento mechanizmus dostal svoj názov z latinského differentia - rozdiel alebo rozdiel.V procese prevádzky diferenciál rozdeľuje prichádzajúci točivý moment na dva a momenty v každom z tokov sa môžu navzájom výrazne líšiť (až do skutočnosti, že celý prichádzajúci tok prúdi do jednej osi a nič do druhej os), ale súčet momentov v nich je vždy rovný prichádzajúcemu krútiacemu momentu (alebo takmer rovnaký, pretože časť krútiaceho momentu sa stráca v samotnom diferenciáli v dôsledku trecích síl).
Stredový diferenciál trojnápravových vozidiel je zvyčajne umiestnený na medzináprave
Stredové diferenciály sa používajú vo všetkých autách a strojoch s dvoma alebo viacerými hnacími nápravami.Umiestnenie tohto mechanizmu sa však môže líšiť v závislosti od vzorca kolesa a vlastností prevodovky vozidla:
● V rozdeľovacej prevodovke - používa sa v automobiloch 4×4, 6×6 (možnosť voľby ako pre pohon len prednej nápravy, tak aj pre pohon všetkých náprav) a 8×8;
● V medziľahlej hnacej náprave – najčastejšie sa používa vo vozidlách 6×4, ale nachádza sa aj vo vozidlách so štyrmi nápravami.
Stredové diferenciály, bez ohľadu na umiestnenie, poskytujú možnosť normálnej prevádzky vozidla za všetkých podmienok na ceste.Poruchy alebo vyčerpanie diferenciálneho zdroja nepriaznivo ovplyvňujú výkon vozidla, preto by sa mali čo najskôr odstrániť.Ale pred opravou alebo úplnou výmenou tohto mechanizmu musíte pochopiť jeho konštrukciu a prevádzku.
Typy, zariadenie a princíp činnosti stredového diferenciálu
Rôzne vozidlá využívajú stredové diferenciály postavené na báze planétových mechanizmov.Vo všeobecnosti sa agregát skladá z tela (zvyčajne zloženého z dvoch kalichov), vo vnútri ktorého je kríž so satelitmi (kužeľovými kolesami) spojenými s dvoma poloosami (prevody hnacej nápravy).Telo je pripojené pomocou príruby k hriadeľu vrtule, z ktorého sa otáča celý mechanizmus.Ozubené kolesá sú spojené pomocou hriadeľov s hnacími ozubenými kolesami hlavných ozubených kolies ich náprav.Celá táto konštrukcia môže byť umiestnená vo vlastnej kľukovej skrini, namontovaná na kľukovej skrini medziľahlej hnacej nápravy alebo v skrini prevodovky.
Stredový diferenciál funguje nasledovne.Pri rovnomernom pohybe vozidla na ceste s rovným a tvrdým povrchom sa krútiaci moment z hriadeľa vrtule prenáša na skriňu diferenciálu a priečnik so satelitmi upevnenými v ňom.Keďže satelity zaberajú s poloosovými prevodmi, obidva sa tiež otáčajú a prenášajú krútiaci moment na svoje nápravy.Ak sa z akéhokoľvek dôvodu kolesá jednej z náprav začnú spomaľovať, polonápravový prevod spojený s týmto mostom spomalí svoju rotáciu - satelity sa začnú otáčať po tomto prevode, čo vedie k zrýchleniu rotácie druhý prevod polonápravy.V dôsledku toho kolesá druhej nápravy získajú uhlovú rýchlosť zvýšenú v porovnaní s kolesami prvej nápravy - to kompenzuje rozdiel v zaťažení náprav.
Konštrukcia stredového diferenciálu nákladného vozidla
Stredové diferenciály môžu mať určité konštrukčné rozdiely a funkcie.Po prvé, všetky diferenciály sú rozdelené do dvoch skupín podľa charakteristík rozdelenia krútiaceho momentu medzi dva prúdy:
● Symetrický – rovnomerne rozloží moment medzi dva prúdy;
● Asymetrické – rozdeľte moment nerovnomerne.To sa dosiahne použitím poloosových ozubených kolies s rôznym počtom zubov.
Takmer všetky stredové diferenciály majú zároveň uzamykací mechanizmus, ktorý zaisťuje nútený chod agregátu v režime symetrického rozdeľovania krútiaceho momentu.Je to nevyhnutné na prekonávanie náročných úsekov ciest, kedy sa kolesá jednej nápravy môžu odtrhnúť od povrchu vozovky (pri prekonávaní dier) alebo s ňou stratiť trakciu (napríklad šmyk na ľade alebo v blate).V takýchto situáciách sa všetok krútiaci moment dodáva na kolesá tejto nápravy a kolesá, ktoré majú normálnu trakciu, sa vôbec neotáčajú - auto sa jednoducho nemôže ďalej pohybovať.Blokovací mechanizmus násilne rozdeľuje krútiaci moment rovnomerne medzi nápravy, čím bráni tomu, aby sa kolesá otáčali rôznymi rýchlosťami - to vám umožňuje prekonať ťažké úseky ciest.
Existujú dva typy blokovania:
● Manuálne;
● Automaticky.
V prvom prípade je diferenciál blokovaný vodičom pomocou špeciálneho mechanizmu, v druhom prípade je jednotka samosvorná pri výskyte určitých podmienok, ktoré sú popísané nižšie.
Manuálne ovládaný uzamykací mechanizmus je zvyčajne vyrobený vo forme ozubenej spojky, ktorá je umiestnená na zuboch jedného z hriadeľov a môže zaberať s telesom jednotky (s jednou z jej misiek).Pri pohybe spojka pevne spája hriadeľ a skriňu diferenciálu - v tomto prípade sa tieto časti otáčajú rovnakou rýchlosťou a každá z náprav dostáva polovicu celkového krútiaceho momentu.Ovládanie uzamykacieho mechanizmu v nákladných automobiloch je najčastejšie pneumaticky poháňané: ozubená spojka sa pohybuje pomocou vidlice ovládanej tyčou pneumatickej komory zabudovanej v kľukovej skrini diferenciálu.Vzduch do komory dodáva špeciálny žeriav ovládaný príslušným spínačom v kabíne auta.V SUV a iných zariadeniach bez pneumatického systému môže byť ovládanie uzamykacieho mechanizmu mechanické (pomocou sústavy pák a laniek) alebo elektromechanické (pomocou elektromotora).
Samosvorné diferenciály môžu mať uzamykacie mechanizmy, ktoré sledujú rozdiel krútiaceho momentu alebo rozdiel uhlových rýchlostí hnacích náprav hnacích náprav.Ako také mechanizmy môžu byť použité viskózne, trecie alebo vačkové spojky, ako aj prídavné planétové alebo šnekové mechanizmy (v diferenciáloch typu Torsen) a rôzne pomocné prvky.Všetky tieto zariadenia umožňujú určitý rozdiel krútiaceho momentu na mostíkoch, nad ktorými sú zablokované.Nebudeme tu uvažovať o zariadení a prevádzke samosvorných diferenciálov - dnes existuje veľa implementácií týchto mechanizmov, viac sa o nich dozviete v príslušných zdrojoch.
Konštrukcia stredového diferenciálu nákladného vozidla
Problematika údržby, opravy a výmeny stredového diferenciálu
Stredový diferenciál je počas prevádzky vozidla značne zaťažený, takže jeho časti sa časom opotrebujú a môžu sa zničiť.Aby sa zabezpečila normálna prevádzka prevodovky, musí byť táto jednotka pravidelne kontrolovaná, udržiavaná a opravovaná.Zvyčajne sa pri bežnej údržbe diferenciál rozoberie a podrobí sa poruche, všetky opotrebované diely (ozubené kolesá s opotrebovanými alebo rozpadnutými zubami, olejové tesnenia, ložiská, diely s prasklinami atď.) sa vymenia za nové.V prípade vážneho poškodenia sa mechanizmus úplne zmení.
Na predĺženie životnosti diferenciálu je potrebné pravidelne vymieňať olej v ňom, čistiť odvzdušňovače, kontrolovať činnosť pohonu uzamykacieho mechanizmu.Všetky tieto práce sa vykonávajú v súlade s pokynmi na údržbu a opravu vozidla.
Pri pravidelnej údržbe a správnej činnosti stredového diferenciálu sa bude auto cítiť sebavedomo aj v tých najťažších podmienkach na ceste.
Čas odoslania: 14. júla 2023